無線遙測傳感器節(jié)點(diǎn)使用簡單方便，極大地節(jié)約了測試中由于反復(fù)布設(shè)有線數(shù)據(jù)采集設(shè)備而消耗的人力和物力，廣泛應(yīng)用于振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)采集和工業(yè)設(shè)備在線監(jiān)測。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，由電源模塊、采集處理模塊、無線收發(fā)模塊組成，內(nèi)置加速度傳感器，封裝在PPS塑料外殼內(nèi)。
無線遙測傳感器每個(gè)節(jié)點(diǎn)的zui高采樣率可設(shè)置為4KHz，每個(gè)通道均設(shè)有抗混疊低通濾波器。采集的數(shù)據(jù)既可以實(shí)時(shí)無線傳輸至計(jì)算機(jī)，也可以存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)，保證了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。節(jié)點(diǎn)的空中傳輸速率可以達(dá)到250Kbps，有效室外通訊距離可達(dá)300m。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有專門的電源管理軟硬件，在實(shí)時(shí)不間斷傳輸情況下，節(jié)點(diǎn)功耗僅30mA，使用內(nèi)置的可充電電池，可連續(xù)測量12小時(shí)。
近年來，隨著無線通信技術(shù)的成熟，無線傳感器遙測系統(tǒng)呈現(xiàn)出其巨大的*性。遙測系統(tǒng)在于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的溫度等參數(shù)測量，以解決被測地點(diǎn)與儀表室或控制室距離較遠(yuǎn)，或被測參數(shù)地點(diǎn)有害人身安全的問題[1-2]。例如，在大型水壩的應(yīng)力測量、煉鐵高爐爐壁的溫度測量、大型自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)測量及核反應(yīng)區(qū)有關(guān)參數(shù)測量等領(lǐng)域需要進(jìn)行參數(shù)遙測。
遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)姆绞胶芏?，如射頻、紅外線等無線傳輸及電纜、光纖有線傳輸?shù)?。采用電纜作信息傳輸是zui簡單的方式，但信息在傳輸過程中有較大的損耗，抗干擾性能差，重量大；采用光纖傳輸成本太高，不易維護(hù)；采用紅外線傳輸時(shí)，則受氣候影響較大，而且距離較遠(yuǎn)時(shí)，需要較大的發(fā)射功率[3]。本系統(tǒng)利用基于射頻芯片CC2420和單片機(jī)AT89S53為核心的無線傳感器硬件節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種簡單、數(shù)據(jù)傳輸精度高、抗干擾能力強(qiáng)的新型遙測系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要用于有強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場干擾且不便于近距離測量的場合。本文以遙測溫度為例來說明設(shè)計(jì)思想。
系統(tǒng)主要有四部分組成：數(shù)據(jù)采集部分；數(shù)據(jù)處理部分；無線通信部分；接收顯示部分。其中數(shù)據(jù)采集部分由傳感器、信號(hào)調(diào)整電路、光電隔離及A/D轉(zhuǎn)換組成。接收顯示電路部分由解碼器、七段碼譯碼器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)碼顯示電路等組成。發(fā)送電路中采用了編碼器，在接收電路中相應(yīng)增加了解碼器，從而有效控制了由無線信道噪聲或干擾造成的差錯(cuò)，同時(shí)也擴(kuò)展了射頻電路發(fā)送數(shù)據(jù)的容量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)所選用的器件都具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠適用于有強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場干擾的工業(yè)場合。
溫度變送器可對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括對(duì)測量信號(hào)的調(diào)理(如濾波、放大等)、數(shù)據(jù)顯示、自動(dòng)校正和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?。它能把傳感器檢測的電信號(hào)變成4～20mA的直流信號(hào)。信號(hào)調(diào)整電路負(fù)責(zé)把溫度傳感器的4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，zui簡單的方法是在輸出端串聯(lián)一個(gè)電阻，但這樣的電壓零點(diǎn)信號(hào)不是0V，所以一般采用I/V轉(zhuǎn)換器，本系統(tǒng)采用了RCV420變換器。 |
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